SATA 対 NVMe SSD

コンピューター用の SSD を探している場合、さまざまなオプションに直面することになります。それらの一部は、容量や使用する金額など、比較的単純です。一部のオプションは、テクノロジーに慣れていない人にとっては理解しにくい場合があります。SATA 対 NVMe は、それらのオプションの 1 つです。名前は、それらが何に適しているか、またはそれらのいずれかの利点が何であるかを実際には説明していません.

SATA

最近、 SATAについて詳しく説明しました。SATA には技術的に、論理バスと物理コネクタの 2 つの部分があります。物理 SATA コネクタは SATA ストレージデバイスにのみ使用されますが、これらは HDD または SSD の場合があります。SATA ドライブには、3.5 インチまたは 2.5 インチのフォーマットがあります。HDD は通常、余分なスペースに 3.5 インチフォーマットを使用します。SSD に必要なスペースはごくわずかです。そのため、通常は 2.5 インチフォーマットを使用します。これらは 3.5 インチドライブベイに収まりますが、アダプターが必要になる場合があります。さらに、一部のアダプターでは、1 つの 3.5 インチドライブベイに 2 つの 2.5 インチドライブを取り付けて、ストレージ密度を高めることができます。

SATA 通信バスには 3 つの世代があります。それぞれが前世代の帯域幅を 2 倍にしました。古いコンピューターを扱っていない限り、いずれにしても NVMe SSD はサポートされません。SATA III バスにアクセスできます。SATA III バスは、最大 6Gbs または 600MB の帯域幅を提供します。これは、接続するように設計された HDD の転送速度よりも大幅に高速です。SSD は制限があり、通常は約 550MB の転送速度でピークに達します。SSD の速度と最大帯域幅の不一致は、シグナリングオーバーヘッドによるものです。

M.2 フォーマットの SATA SSD を入手することも可能です。M.2 SATA SSD と 2.5 インチ SATA SSD の唯一の違いはフォームファクターです。600MB という同じ帯域幅制限が引き続き適用されます。同じ SATA バスを使用して通信します。

NVMe

NVMe は新しいインターフェース仕様です。SSD のアーキテクチャパフォーマンスを最大限に活用するように特別に設計されています。2012 年に標準化され、SSD をコンピューターに接続するためのより高速で低遅延の方法が提供されました。最初の NVMe ドライブは 2013 年にリリースされ、SATA の 6 倍の 3GB の読み取り速度を提供しました。NVMe SSD は 2014 年から市販されています。

NVMe は技術的には SATA のような通信バスではありません。PCIe バスは、実際にデータを転送するために使用されます。通常、SSD には 4 つの PCIe レーンが使用されますが、8 つを使用するものもあります。NVMe SSD が提供する正確な速度は、割り当てられた PCIe レーンの数とそれらのレーンの PCIe 世代によって異なります。標準の 4 レーンを想定すると、PCIe Gen 3 は 4GB の帯域幅を提供します。SATA と同様に、各世代は前世代の 2 倍の帯域幅を提供します。Gen 4 は 4 レーンで 8 GB を提供し、Gen 5 は 16 GB を提供します。ただし、PCIe Gen 5 は、ハードウェアのサポートを獲得するにつれて、採用されたばかりです。

NVMe SSD は、3 つの標準コネクタを使用できます。U.2 は、データセンターでより多く使用されていますが、商用市場では比較的好まれていないオプションです。U.2 SSD は、最大 4 つの PCIe レーンと 2.5 インチドライブフォームファクターを使用できます。AIC またはアドインカードは、グラフィックスカードのようにマザーボードの PCIe スロットに差し込む他の代替手段です。

その他の用途

AIC SSD は、最大 16 の PCIe レーンを使用できます。ただし、ほとんどは 4 つしか使用せず、8 つを使用するものもあります。NVMe SSD は、主に M.2 コネクタとフォームファクターを使用します。M.2 SSD は、U.2 ドライブのように 4 レーンに制限されています。実際の SSD 自体は、通常、マザーボードの平面と平行に平らに配置されているため、M.2 は非常にスペース効率の高いフォームファクターになっています。

一部の M.2 SSD が NVMe ではなく SATA バスを使用できるという事実は、混乱の元です。ただし、ポート、つまり SSD には、使用するプロトコルを示す個別のカットアウト「キー」があります。M.2 SATA ポートは NVMe SSD と互換性がありません。実際にはストレージそのものを提供しない AIC もあります。代わりに、16 の PCIe レーンを 4 つのオンボード M.2 スロットに分割し、実装する必要があります。

NVMe の方が高速なら、なぜ SATA SSD を購入するのでしょうか?

現実的には、NVMe SSD と SATA SSD のどちらかを直接選択できるのであれば、それは簡単なことです。通常、同じ容量でも価格差はほとんどありませんが、パフォーマンスの差は非常に大きくなります。問題は PCIe バスです。ほとんどの商用 CPU は、合計 20 の使用可能な PCIe レーンを提供します。GPU は通常 16 レーンを使用し、1 つの NVMe SSD に十分な PCIe レーンを残します。

一部のマザーボードでは、PCIe バスに接続された複数の M.2 スロットが提供されていますが、常にそうであるとは限りません。それが発生した場合、多くの場合、直接 CPU ではなくチップセットに接続されています。これにより遅延が増加し、利用可能な帯域幅が USB や SATA を含む他のすべての IO デバイスと共有されることを意味します。

システムに専用の GPU がなく、統合グラフィックのみを使用しているとします。その場合、使用可能な PCIe レーンが増えます。M.2 スロットを提供する AIC、またはそれらを利用するためのストレージを直接提供する AIC を見つける必要があるでしょう。専用 GPU を設定して、16 レーンではなく 8 レーンを使用することもできます。これにより、NVMe SSD 用にさらに解放されます。ただし、これにより GPU のパフォーマンスが低下する可能性があります。

その他の代替手段

もう 1 つの方法は、SATA SSD を使用することです。それほど高速ではありませんが、依然として HDD よりも高速であり、以前よりもはるかに手頃な価格になっています。マザーボードは、通常、接続用に大量の SATA ポートも提供します。したがって、通常、かなりの数の SATA SSD を問題なく接続できます。

SATA と NVMe SSD の両方を使用するセットアップでは、一般に、特に速度に敏感なすべてのものをより高速な NVMe SSD に保存することを確認することをお勧めします。たとえば、オペレーティングシステム、高解像度のビデオファイル、およびビデオゲームは、より高速な接続の恩恵を受けます。ドキュメントや写真など、速度の影響を受けにくいファイルは SATA ドライブに保存できます。読み取り速度と書き込み速度が遅くなってもパフォーマンスに大きな違いはないからです。

結論

NVMe SSD は、あらゆる点で SATA SSD よりも優れています。SATA SSD には、わずかではありますが特に大きな価格上の利点はありません。ただし、HDD を購入することで、それをさらに進めることができます。最新のコンピューターでの SATA SSD の主な使用例は、NVMe では提供できないストレージスペースを追加することです。これは、PCIe レーンと物理コネクタの数が限られているためです。

SATA SSD は、古いコンピューターでも優れた性能を発揮します。オペレーティングシステム用の SSD ドライバーが存在すると仮定すると、SSD ドライバーは HDD よりも優れたパフォーマンスを発揮し、古いシステムに新しい命を吹き込むことができます。オペレーティングシステムを SSD にインストールすると、起動時間が大幅に短縮されます。SATA SSD には確かにその場所がありますが、それは主に NVMe がオプションでない場合です。